研究者業績
基本情報
- 所属
- 藤田医科大学 医科学研究センター 難病治療学 教授
- 学位
- 博士(医学)(京都大学)Ph.D.(Kyoto University)
- 研究者番号
- 30281091
- J-GLOBAL ID
- 200901025890179259
- researchmap会員ID
- 0000107006
筋骨格系疾患、糖尿病・肥満、神経変性疾患等の治療の難しい疾患の病態解明と治療法開発に関する研究を行っています。 モデル動物、ノンコーディングRNAの解析、RNA-seqやプロテオミクス等の網羅的解析、微量細胞の分取と分化培養,エクソソームを中心としたナノテクノロジーの医学応用等の先端技術を駆使して難病の病態生理の解明と治療法の基盤確立を目指した研究に取り組んでいます。
研究キーワード
17研究分野
9経歴
9-
2022年6月 - 現在
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2022年4月 - 現在
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2018年10月 - 現在
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2005年 - 現在
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1998年 - 2005年
学歴
2-
1988年4月 - 1992年3月
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1982年4月 - 1988年3月
委員歴
10-
2020年1月 - 現在
-
2019年 - 現在
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2018年4月 - 現在
受賞
4論文
171-
Cell reports 115352-115352 2025年2月27日Transient memories are converted to persistent memories at the synapse and circuit/systems levels. The synapse-level consolidation parallels electrophysiological transition from early- to late-phase long-term potentiation of synaptic transmission (E-/L-LTP). While glutamate signaling upregulations coupled with dendritic spine enlargement are common underpinnings of E-LTP and L-LTP, synaptic mechanisms conferring persistence on L-LTP remain unclear. Here, we show that L-LTP induced at the perforant path-hippocampal dentate gyrus (DG) synapses accompanies cytoskeletal remodeling that involves actin and the septin subunit SEPT3. L-LTP in DG neurons causes fast spine enlargement, followed by SEPT3-dependent smooth endoplasmic reticulum (sER) extension into enlarged spines. Spines containing sER show greater Ca2+ responses upon synaptic input and local synaptic activity. Consistently, Sept3 knockout in mice (Sept3-/-) impairs memory consolidation and causes a scarcity of sER-containing spines. These findings indicate a concept that sER extension into active spines serves as a synaptic basis of memory consolidation.
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Protein-Based Mechanism of Wheat Growth Under Salt Stress in Seeds Irradiated with Millimeter Waves.International journal of molecular sciences 26(1) 2024年12月30日Wheat is one of the most extensively grown crops in the world; however, its productivity is reduced due to salinity. This study focused on millimeter wave (MMW) irradiation to clarify the salt-stress tolerance mechanism in wheat. In the present study, wheat-root growth, which was suppressed to 77.6% of the control level under salt stress, was recovered to the control level by MMW irradiation. To reveal the salt-stress tolerance mechanism of MMW irradiation on wheat, a proteomic analysis was conducted. Proteins related to cell cycle, proliferation, and transport in biological processes, as well as proteins related to the nucleus, cytoskeleton, and cytoplasm within cellular components, were inversely correlated with the number of proteins. The results of the proteomic analysis were verified by immunoblot and other analyses. Among the proteins related to the scavenging reactive-oxygen species, superoxide dismutase and glutathione reductase accumulated under salt stress and further increased in the MMW-irradiated wheat. Among pathogen-related proteins, pathogenesis-related protein 1 and the Bowman-Birk proteinase inhibitor decreased under salt stress and recovered to the control level in the MMW-irradiated wheat. The present results indicate that MMW irradiation of wheat seeds improves plant-growth recovery from salt stress through regulating the reactive oxygen species-scavenging system and the pathogen-related proteins. These genes may contribute to the development of salt-stress-tolerant wheat through marker-assisted breeding and genome editing.
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Biology open 13(11) 2024年11月15日Exosomes are small extracellular vesicles (sEVs) secreted via multivesicular bodies (MVBs)/late endosomes and mediators of cell-cell communication. We previously reported a novel post-translational modification by ubiquitin-like 3 (UBL3). UBL3 is localized in MVBs and the plasma membrane and released outside as sEVs, including exosomes. Approximately 60% of proteins sorted in sEVs are affected by UBL3 and localized in various organelles, the plasma membrane, and the cytosol, suggesting that its dynamic movement in the cell before entering the MVBs. To examine the intracellular dynamics of UBL3, we constructed a sophisticated visualization system via fusing fluorescent timers that changed from blue to red form over time with UBL3 and by its expression under Tet-on regulation. Intriguingly, we found that after synthesis, UBL3 was initially distributed within the cytosol. Subsequently, UBL3 was localized to MVBs and the plasma membrane and finally showed predominant accumulation in MVBs. Furthermore, by super-resolution microscopy analysis, UBL3 was found to be associated with one of its substrates, α-tubulin, in the cytosol, and the complex was subsequently transported to MVBs. This spatiotemporal visualization system for UBL3 will form a basis for further studies to elucidate when and where UBL3 associates with its substrates/binding proteins before localization in MVBs.
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Molecular brain 17(1) 57-57 2024年8月15日Discovery of novel post-translational modifications provides new insights into changes in protein function, localization, and stability. They are also key elements in understanding disease mechanisms and developing therapeutic strategies. We have previously reported that ubiquitin-like 3 (UBL3) serves as a novel post-translational modifier that is highly expressed in the cerebral cortex and hippocampus, in addition to various other organs, and that 60% of proteins contained in small extracellular vesicles (sEVs), including exosomes, are influenced by UBL3. In this study, we generated transgenic mice expressing biotinylated UBL3 in the forebrain under control of the alpha-CaMKII promoter (Ubl3Tg/+). Western blot analysis revealed that the expression of UBL3 in the cerebral cortex and hippocampus was 6- to 7-fold higher than that in the cerebellum. Therefore, we performed immunoprecipitation of protein extracts from the cerebral cortex of Ubl3+/+ and Ubl3Tg/+ mice using avidin beads to comprehensively discover UBL3 interacting proteins, identifying 35 new UBL3 interacting proteins. Nine proteins were annotated as extracellular exosomes. Gene Ontology (GO) analysis suggested a new relationship between sEVs and RNA metabolism in neurodegenerative diseases. We confirmed the association of endogenous UBL3 with the RNA-binding proteins FUS and HPRT1-both listed in the Neurodegenerative Diseases Variation Database (NDDVD)-and with LYPLA1, which is involved in Huntington's disease, using immunoprecipitation (IP)-western blotting analysis. These UBL3 interacting proteins will accelerate the continued elucidation of sEV research about proteins regulated by novel post-translational modifications by UBL3 in the brain.
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International journal of molecular sciences 25(15) 2024年7月27日Salt stress is a serious problem, because it reduces the plant growth and seed yield of wheat. To investigate the salt-tolerant mechanism of wheat caused by plant-derived smoke (PDS) solution, metabolomic and proteomic techniques were used. PDS solution, which repairs the growth inhibition of wheat under salt stress, contains metabolites related to flavonoid biosynthesis. Wheat was treated with PDS solution under salt stress and proteins were analyzed using a gel-free/label-free proteomic technique. Oppositely changed proteins were associated with protein metabolism and signal transduction in biological processes, as well as mitochondrion, endoplasmic reticulum/Golgi, and plasma membrane in cellular components with PDS solution under salt stress compared to control. Using immuno-blot analysis, proteomic results confirmed that ascorbate peroxidase increased with salt stress and decreased with additional PDS solution; however, H+-ATPase displayed opposite effects. Ubiquitin increased with salt stress and decreased with additional PDS solution; nevertheless, genomic DNA did not change. As part of mitochondrion-related events, the contents of ATP increased with salt stress and recovered with additional PDS solution. These results suggest that PDS solution enhances wheat growth suppressed by salt stress through the regulation of energy metabolism and the ubiquitin-proteasome system related to flavonoid metabolism.
MISC
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The Lipid 27(1) 23-28 2016年1月超高齢社会に突入しているわが国では、加齢による疾病に対する予防や治療法の確立が緊急課題である。高齢者では、筋肉量減少・筋力低下が大きな問題となり、サルコペニア(加齢性筋肉減少症)と呼称される。マイオスタチンは、主に骨格筋から分泌され、骨格筋量を負に制御している。加齢ではマイオスタチンの活性上昇が、サルコペニアのひとつの要因と考えられている。近年、アクチビンも筋量の負の制御にかかわることや、GDF11とよばれるマイオスタチンと類似した因子が加齢での筋再生に関与することが明らかとなった。サルコペニアの新たな分子標的となる可能性が高い。サルコペニアでは、運動、適切な栄養の摂取が重要であるが、予防や治療介入が可能となれば、高齢化社会の福音となる。(著者抄録)
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日本生化学会大会・日本分子生物学会年会合同大会講演要旨集 88回・38回 [4T特-09(3P1185)] 2015年12月
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THE BONE 29(3) 243-248 2015年10月脂肪は通常、脂肪組織の脂肪細胞内に蓄えられる。脂肪組織以外の部位に蓄積する脂肪を異所性脂肪と呼ぶ。異所性脂肪は、脂肪細胞以外の細胞内に中性脂肪の脂肪滴として蓄積する異所性脂肪滴と、脂肪組織以外の組織に脂肪細胞として出現する異所性脂肪細胞の2つに大別される。本稿では、後者の異所性脂肪細胞について取り上げ、異所性脂肪細胞の蓄積がみられる代表的な組織である骨格筋と骨髄における異所性脂肪細胞の起源やその病態生理的意義について解説する。(著者抄録)
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最新医学 70(1) 64-68 2015年1月サルコペニア(加齢性筋肉減少症)は,加齢に伴う筋肉量減少と定義される.マイオスタチンの調節により筋量が制御可能である.また,サルコペニアで見逃してはならない病態に,筋線維間に沈着する筋内脂肪沈着がある.筋内には,筋衛星細胞とは異なる間葉系前駆・幹細胞が存在し,筋線維間の脂肪沈着に関与することが明らかとなっている.本稿では,サルコペニア病態における筋内脂肪沈着とマイオスタチンの役割について解説したい.(著者抄録)
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OSTEOARTHRITIS AND CARTILAGE 22 S130-S131 2014年4月
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医学のあゆみ 248(9) 753-757 2014年3月1日サルコペニア(加齢性筋肉減少症)は加齢に伴い進行性かつ全身性に筋量と筋力が減少する症候群で、QOLの低下、身体障害、そして死の危険性をも伴う。超高齢者社会を迎えたわが国ではサルコペニアの病態を正しく把握し、予防および治療が確立されることが望まれている。ひとつには、運動介入、栄養介入が有用であろう。サルコペニアではホルモンバランスの変化が重要であり、ビタミンDや男性ホルモンによる治療介入も有望である。サルコペニアの本質は加齢に伴う筋肉量の減少である。骨格筋細胞は内分泌臓器としてサイトカインの受渡しを行っている。そのなかに、筋量を調節したり他臓器との相関を担っている分子がある。成長ホルモン/IGFやマイオスタチンが代表的な筋量調節因子である。これらを標的としたあらたな視点からのサルコペニアの予防や治療介入が非常に有望と考えられる。本稿ではおもに、筋量調節因子に焦点を当てながらサルコペニアの新規治療法を紹介したい。(著者抄録)
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筋ジストロフィーおよび関連疾患の診断・治療開発を目指した基盤研究 平成23-25年度 総括研究報告書 2014年
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日本整形外科学会雑誌 88(1) 29-33 2014年1月マイオスタチンの機能制御による骨格筋量増加と筋力増強について検討した。マイオスタチン阻害モデルである、骨格筋特異的FSI-I過剰発現マウスでは筋肥大が生じ、デュシェンヌ型筋ジストロフィーのモデルであるmdxマウスとFSI-Iマウスを交配し、5および9週齢マウスの大腿四頭筋で筋線維の崩壊が抑制された。さらに、横隔膜の筋崩壊、細胞浸潤も抑制され、筋力の回復と病態改善効果が証明された。作製したFSI-I改変体過剰発現マウスは全身で骨格筋肥大が確認されるが、加齢にともなう体重増加の抑制、白色脂肪組組織の減少も観察した。また、高脂肪食による肥満誘導を行っても中性脂肪やコレステロール、インスリンの濃度の上昇は対照より低く抑制され、耐糖能異常は見られず、インスリン抵抗性も改善された。肝臓では、高脂肪食による脂肪肝の形成が完全に阻止され、脂肪酸量の減少、組成変化を確認した。
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Modern physician 31(11) 1313-1315 2011年11月●サルコペニアの発症機序は複雑で、さまざまな要因が関連するが、脂肪化や線維化といった間質の結合織の変化が一因と考えられている。●骨格筋で見られる脂肪化や線維化は、筋間質に存在する間葉系前駆細胞に起因する。●骨格筋には筋再生を担う筋衛星細胞が存在するが、筋衛星細胞と間葉系前駆細胞は別の細胞である。●間葉系前駆細胞の脂肪分化は筋衛星細胞の生み出す筋細胞により抑制される。●間葉系前駆細胞は筋細胞との正常な相互作用の下では、筋細胞の分化を促進する。(著者抄録)
書籍等出版物
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The Chemical Biology of Long Noncoding RNAs. RNA Technologies, vol 11. Springer, Cham.ISBN 9783030447427 2020年10月
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Myostatin: Structure, Role in Muscle Development and Health Implications. Nova Science publishers 2016年
講演・口頭発表等
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Joint Conference of the 22nd Annual Meeting of Asian Oceanian Myology Center and the 10th Annual Meeting of Japan Muscle Society (AOMC-JMS 2024) 2024年9月13日
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Joint Conference of the 22nd Annual Meeting of Asian Oceanian Myology Center and the 10th Annual Meeting of Japan Muscle Society (AOMC-JMS 2024) 2024年9月13日
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FASEB Science Research Conferences, Biological Methylation: Fundamental Mechanisms 2024年7月30日
担当経験のある科目(授業)
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2020年4月 - 現在医学修士、生命科学特論 (藤田医科大学)
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2013年4月 - 現在Human Biology (藤田保健衛生大学, 藤田医科大学)
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2010年4月 - 現在病理学 (藤田医科大学)
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2008年4月 - 現在大学院医学研究科 分子生物学技術講座 (藤田医科大学)
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2007年4月 - 現在医療科学部卒業研究 (藤田医科大学)
共同研究・競争的資金等の研究課題
28-
日本学術振興会 科学研究費助成事業 2024年4月 - 2027年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 2023年4月 - 2026年3月
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スポーツ庁(文部科学省管轄) 2021年7月 - 2025年2月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(C) 2018年4月 - 2021年3月
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文部科学省 科学研究費補助金(基盤研究(C)) 2016年 - 2019年
その他
3-
① 筋萎縮抑制薬開発。 ② 多種類の筋萎縮誘導モデル、新規二分脊椎モデル。 ③ ヒト正常筋や動物由来の高品質・高純度の筋幹細胞、筋支持細胞の取得技術 その細胞を用いた薬剤探索(筋の脂肪化抑制、骨化抑制)の応用実績。 ④ 乳がん由来細胞を用いた、転移・接着性の分子機構解析(エクソソーム分泌、ホルモン感受性、接着分子制御など)。
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教育内容・方法の工夫 医学部生や医療系コメディカルの講義を一部担当。講義内容の理解の助けとし、毎年改訂している。オンライン講義・対面講義の両方に工夫をしている。 医学部の少人数制の生物学の英語テキストの抄読会を行っている。 リサーチマインドを持った医学部学生のSRP(ステューデントリサーチャープログラム)で受け入れと研究指導を行なっている。 医療科学部卒論生の研究指導、発表会に向けた助言を行っている。
教育内容・方法の工夫(授業評価等を含む)
3-
件名医学修士開始年月日2020/04/01概要オンライン講義で、医学部以外の出身者が医学的知識をつけれるように、わかりやすい説明を心がけている。
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件名Human Biology開始年月日2013/04/01概要医学部2年生の少人数制の英語抄読。医学英語力と発表能力のコンピタンス向上に向け、毎年工夫を凝らしている。2020年度はWeb講義として行っており、それに即した教育法を実践している。
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件名病理学開始年月日2010/04/01概要毎年ファイルを改定し、理解度チェックを入れるなど工夫している。